WO2006066521A1 - Linearantrieb mit kraftübersetzer - Google Patents
Linearantrieb mit kraftübersetzer Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006066521A1 WO2006066521A1 PCT/DE2005/001965 DE2005001965W WO2006066521A1 WO 2006066521 A1 WO2006066521 A1 WO 2006066521A1 DE 2005001965 W DE2005001965 W DE 2005001965W WO 2006066521 A1 WO2006066521 A1 WO 2006066521A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- pressure
- linear drive
- piston
- force
- drive according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/18—Combined units comprising both motor and pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B2015/1495—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with screw mechanism attached to the piston
Definitions
- the invention relates to a linear drive according to the preamble of patent claim 1.
- Such linear drives are used for example in flanging machines, in which flanged jaws are moved by means of a working cylinder. These are initially moved into certain stroke positions with a relatively high speed and low force, the actual cylinder then has to apply a large traction over a relatively small stroke the actual flanging. This can be applied for example via a hydraulic power booster.
- Such linear drives designed with hydraulic force translators are also used to actuate a closing unit, an injection unit or an ejector of plastic injection molding machines or for clamping tools on machine tools.
- a generic linear actuator in which a force translator piston is axially displaceable via a spindle drive.
- the power booster piston and a working piston of a working cylinder bound together in sections a pressure chamber, wherein the adjacent to the pressure chamber effective surfaces of the working piston are larger than the corresponding surfaces of the pressure booster piston, so that adjusts a corresponding pressure transmission ratio.
- rapid feed for example, injection process during injection molding
- the axial movement of the pressure booster piston is transmitted directly to the working piston without force transmission.
- a pressure chamber also limiting intermediate part and the working piston according to the effective area ratio applied with a large force.
- the pressure medium flow paths between the limited areas of the active surfaces of the power booster are designed so that the force transmission acts in both directions of movement of this known linear drive.
- a change in direction of the spindle drive is required.
- the clamping of the above-mentioned intermediate part for initiating the power transmission can take place only in predetermined positions.
- the object of the invention is to provide a linear drive which makes it possible to adapt the force and speed curves comparatively easily to different requirements.
- the power booster has a power booster piston with a comparatively small active surface, which separates two power booster chambers, one of which reduces in axial displacement of the power booster piston and the other increases accordingly.
- Each of these power booster chambers can be hydraulically connected to one of two pressure chambers delimited by a drive piston of the linear drive, wherein the drive piston has a larger effective area than the power booster piston.
- a directional control valve is arranged, via which in both directions of movement of the working piston, the reducing power booster chamber in a position of the directional control valve with the first and in another position of the directional valve with the second of the working piston Pressure chambers is connectable. Ie. , By reversing this directional valve, the direction of movement of the working piston can be reversed without the drive of the power booster is reversed. In this way, relatively complex speed and pressure curves can be traced - such a process control is not possible in the solutions described above.
- check valves are provided in connecting lines between the two force booster chambers and / or the two pressure chambers, which can be brought from a blocking position in which the two pressure chambers / force booster chambers are separated from each other in a passage position, so that the pressure medium of a pressure - room / power booster room flows into the other pressure chamber / power booster room.
- the directional control valve according to the invention preferably has a blocking position into which the connection between the pressure - A -
- the feed during the express operation without power transmission is particularly simple when the working piston has a stop shoulder on which the power booster piston runs to take the working piston.
- the drive of the power booster preferably takes place via a spindle arrangement with axially displaceable spindle nut and driven spindle.
- This variant is characterized by a short design, as the spindle does not extend in the axial direction.
- the working piston and the power booster piston must in each case be designed with an anti-twist device.
- the pressure chambers / force translator chambers which in each case increase, can be connected to a low-pressure accumulator via a valve arrangement.
- the valves of this valve arrangement are preferably switched by the pressure in the pressure chamber / force booster chamber, which reduces in each case.
- the linear drive can be performed without moving lines when the directional control valve, at least the associated the pressure booster piston switching valve and, if necessary. the low-pressure accumulator are integrated in the working piston.
- Figure 1 is a schematic sectional view of a linear drive according to the invention in a basic position.
- FIG. 2 shows the linear drive from FIG. 1 in an opening
- Figure 3 shows the linear drive of Figure 1 at the end of the rapid traverse
- Figure 4 shows the linear drive of Figure 1 wherein the working piston is retracted after extension with high tensile force.
- FIG. 1 shows a linear drive 1 which can be used, for example, for actuating the crimping jaws of a crimping machine.
- This crimping jaws are guided linearly in the crimping machine and are moved by means of the linear drive. At certain positions, the sheet is crimped, including then the crimping jaws are acted upon by the linear drive with a large tensile force along a relatively small stroke range.
- the suitable for such a kinematics linear drive 1 has an electrically driven spindle drive 2, via which a power booster piston 4 of a power booster 6 is displaceable in the axial direction.
- the power booster piston 6 is mounted in a working piston 8 of a working cylinder 10 of the hemming machine.
- Working piston 8 actuates the aforementioned crimping jaws of the crimping machine.
- the spindle drive one of an electric motor (not shown) driven spindle 12 which is mounted on a bearing 14 on a machine frame 16.
- the spindle 12 is in engagement with a movable in the axial direction of the spindle nut 18 which is rotatably mounted on the spindle 12.
- This spindle nut 18 is connected to the power booster piston 4, so that the AxialVerschiebung the spindle nut 18 is transmitted to the power booster piston 4.
- This is axially displaceably guided in an axial bore 20 which is widened in the radial direction to an annular space which is divided by a radial collar 22 of the power booster piston 4 in a front and a rear power booster chamber 24, 26.
- These are connected to each other by means of a force translator connection line 28, in which an electrically operated force translator check valve 30 is arranged, which can be brought by means of a solenoid from a spring-biased locking position in a passage position (b).
- a cylinder bore 32 of the working cylinder 10 is likewise set back radially and the resulting annular space is divided by a piston collar 34 of the working piston 8 into a front pressure chamber 36 and a rear pressure chamber 38.
- These two annular pressure chambers 36, 38 are - similar to the Kraftübersetzersammlung 24, 26 - connected via a connection 40 with a check valve 42 which is switchable by means of a solenoid from a blocking position into a passage position (b), in which the two pressure chambers 36th , 38 are interconnected.
- the four pressure chambers 36, 38; 24, 26 is associated with a directional control valve 44, which in the dargestellen execution- example is designed as a 4/3-way valve.
- the directional control valve 44 and the above-described channels 46, 48, 50, 52 are integrated into the jacket of the working piston 8, so that no external flexible lines are required for the connection of these pressure chambers.
- the front pressure chamber 36 and the rear pressure chamber 38 are connected via low-pressure lines 54, 56 and a storage valve 58 with a low-pressure accumulator 60.
- This accumulator valve 58 is switched over the higher pressure in the low pressure lines 54, 56, so that by the higher pressure in the low pressure line 56 of the low pressure accumulator 60 with the low pressure line 54 (switching position (b)) and vice versa at a higher pressure in the low pressure line 54 of Low-pressure accumulator 60 is connected to the low pressure line 56 (switch position a).
- the front power transmission duct 46 and the rear power transmission duct 48 are connected by lines 62, 64 to a switching valve 66 which is switchable by either higher pressure in the lines 62, 64 to either a position (a) or a position (b).
- a switching valve 66 which is switchable by either higher pressure in the lines 62, 64 to either a position (a) or a position (b).
- the respective lower pressure leading line 62, 64 is connected via a connecting line with a further switching valve 70, whose inputs via line sections 72, 74 are connected to the low pressure lines 54 and 56 respectively.
- This further switching valve 70 can be switched by the higher of the pressures in the line sections 72, 74, so that the connecting line 68 is then connected to the line leading to the lower pressure. Ie.
- the switching valves 58, 66, 70 are adjusted by the respectively effective higher pressure so that the low-pressure accumulator 60 is connected to the respective force translator chamber 24, 26 and pressure chamber 36, 38, which has the lower pressure in the operation of the linear drive.
- the cascade connection of these switching valves 66, 70, 58 is designed so that the number of flexible, movable lines is low, so that the piping costs for this linear drive 1 is minimal and damage due to breakage of flexible lines can practically not occur.
- the circuit can be further simplified if the low-pressure accumulator 60 is also integrated with the associated switching valves in the working piston 8.
- the function of the linear drive 1 will be explained with reference to the following drawings.
- This relative movement of the power booster piston 4 with respect to the working piston 8 from the position shown in Figure 1 in the position shown in Figure 2 (abutment on the shoulder 76) can be effected, for example, that the power transmission lock valve 30 is brought into its passage position (a) and the Spindle drive 2 is driven so that the power booster piston 4 is moved in the direction of arrow to the right.
- the pressure medium displaced from the front power transmission chamber 24 then flows via the power transmission connection line 28 into the increasing power transmission chamber 26, the working piston 8 stops until the power transmission piston 4 runs onto the shoulder 76.
- the check valve 42 is switched to its passage position (b), so that the pressure chambers 36, 38 of the working cylinder 10 are connected to each other.
- the working piston 8 is then taken by the power booster piston 4 at a comparatively high speed, wherein the force transmitted from the spindle drive 2 must be low.
- the directional control valve 44 remains in its illustrated blocking position.
- the spindle drive 2 is stopped in the illustrated embodiment and the check valve 42 is switched to its blocking position (a), so that the connection between the two pressure chambers 36, 38 of the working cylinder 10 is shut off -
- the working cylinder 10 is then locked. Accordingly, then the force translator check valve 30 is switched to its blocking position (a), so that the connection between the two power transmission chambers 24, 26 is shut off.
- the working piston 8 For the actual flanging operation, the working piston 8 must then be moved with great force in the opposite direction (to the left in FIG. 4), with only a small stroke being required.
- the direction of rotation of the spindle drive 2 is reversed and the directional control valve 44 is switched to its (b) marked position in which the front power transmission channel 46 is connected to the rear channel 52 and the front channel 50 to the rear power transmission channel 48.
- the power booster piston 4 moves to the left, so that the rear power booster chamber 26 is reduced in size and corresponding to the front power booster chamber 24 is increased.
- the displaced from the rear power transmission chamber 26 pressure fluid flows through the directional control valve 44 in the front pressure chamber 36, so that the working piston 10 is moved with great force and relatively low speed to the left.
- the thereby displaced from the rear pressure chamber 38 pressure fluid flows through the directional control valve 44 in the increasing front power transmission chamber 24.
- Embodiment is a spindle drive with electric drive used.
- other drives for example, pneumatic or hydraulic drives can be used.
- a linear drive with a hydraulic power booster the power booster piston separates two power booster chambers, one of which decreases in an axial displacement of the power booster and the other increases accordingly.
- These force translator chambers are hydraulically connectable to two pressure chambers delimited by the working piston, wherein this pressure medium connection takes place according to the invention via a directional control valve via which the force transmission chambers can be selectively connected to one or the other pressure chamber of the working piston.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Offenbart ist ein Linearantrieb (1) mit einem hydraulischen Kraftübersetzer, dessen Kraftübersetzerkolben (22) zwei Kraftübersetzerräume (24,26) trennt, von denen sich einer bei einer Axialverschiebung des Kraftübersetzers verkleinert und der andere entsprechend vergrößert. Diese Kraftübersetzerräume sind hydraulisch mit zwei vom Arbeitskolben (8) begrenzten Druckräumen (36,38) verbindbar, wobei diese Druckmittelverbindung erfindungsgemäß über ein Wegeventil (44) erfolgt, über das sich die Kraftübersetzerräume wahlweise mit dem einen oder dem anderen Druckraum. des Arbeitskolbens verbinden lässt.
Description
Beschreibung
LINEARANTRIEB MIT KRAFTUEBERSETZER
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Linearantriebe werden beispielsweise bei Bördelmaschinen eingesetzt, bei denen Bördelbacken mittels eines Arbeitszylinders verfahren werden. Diese werden dabei zunächst in bestimmte Hubpositionen mit einer relativ hohen Geschwindigkeit und geringer Kraft verfahren, beim eigentlichen Bördelvorgang muss dann der Arbeitszylinder über eine vergleichsweise geringen Hub eine große Zugkraft aufbringen. Diese kann beispielsweise über einen hydraulischen Kraftübersetzer aufgebracht werden. Derartige mit hydraulischen Kraftübersetzern ausgeführte Linearantriebe werden auch zur Betätigung einer Schließeinheit, einer Einspritzeinheit oder eines Auswerfers von Kunststoffspritzgießmaschinen oder zum Spannen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen verwendet .
In der DE 101 21 024 Al ist ein gattungsgemäßer Linearantrieb offenbart , bei dem ein Kraftübersetzerkolben über einen Spindelantrieb axial verschiebbar ist . Der Kraftübersetzerkolben und ein Arbeitskolben eines Arbeitszylinders begrenzen gemeinsam abschnittsweise einen Druckraum, wobei die an den Druckraum angrenzenden Wirkflächen des Arbeitskolbens größer als die entsprechenden Flächen des Druckübersetzerkolbens sind, so dass sich ein entsprechendes Druckübersetzungsverhältnis einstellt . Während eines Eilvorschubes (beispielsweise Ξinspritzvor- gang während des Spritzgießens) wird die Axialbewegung des Druckübersetzerkolbens direkt, ohne Kraftübersetzung auf den Arbeitskolben übertragen. Zum Aufbauen des hohen
Druckes wird bei der bekannten Lösung ein den Druckraum ebenfalls begrenzendes Zwischenteil arretiert und der Arbeitskolben entsprechend des Wirkflächenverhältnises mit einer großen Kraft beaufschlagt .
Die Druckmittelströmungspfade zwischen den von den Wirkflächen begrenzten Teilräumen des Kraftübersetzers sind so ausgelegt, dass die Kraftübersetzung in beiden Bewegungsrichtungen dieses bekannten Linearantriebs wirkt . Dabei ist jedoch beim Umsteuern von der einen Bewegungsrichtung in die andere Bewegungsrichtung eine Drehrichtungsänderung des Spindelantriebs erforderlich. Des Weiteren kann das Klemmen des oben genannten Zwischenteils zum Einleiten der Kraftübersetzung nur in vorbestimmten Positionen erfolgen.
In der DE 39 37 448 Al ist ein Linearantrieb für eine Spanneinrichtung einer Werkzeugmaschine offenbart, bei der zwischen den arbeitskolbenseitigen Druckraumabschnitten und den Kraftübersetzer-kolbenseitigen Druckraumabschnitten ein Wegeventil angeordnet ist , über das die Verbindung zwischen den Druckräumen abgesperrt werden kann. Diese bekannte Lösung ermöglicht j edoch keine Kraftübersetzung in beiden Wirkrichtungen des Arbeitskolbens des Arbeitszylinders - dies ist beim Werkzeugspannen auch nicht erforderlich.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb zu schaffen, der es ermöglicht die Kraft- und Geschwindigkeitsverläufe vergleichsweise einfach an unterschiedliche Anforderungen anzupassen.
Diese Aufgabe wird durch einen Linearantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .
Erfindungsgemäß hat der Kraftübersetzer einen Kraft- Übersetzerkolben mit vergleichsweise kleiner Wirkfläche, der zwei Kraftübersetzerräume trennt , von denen sich einer bei einer Axialverschiebung des Kraftübersetzerkolbens verkleinert und der andere entsprechend vergrößert . Jeder dieser Kraftübersetzerräume sind hydraulisch mit einem von zwei von einem Antriebskolben des Linearantriebs begrenzten Druckräumen verbindbar, wobei der Antriebskolben eine größere Wirkfläche als der Kraftübersetzerkolben aufweist . Zwischen den Kraftübersetzerräumen und den vom Antriebskolben begrenzten Druckräumen ist ein Wegeventil angeordnet , über das in beiden Bewegungsrich- tungen des Arbeitskolbens , der sich verkleinernde Kraftübersetzerraum in einer Position des Wegeventils mit dem ersten und in einer anderen Position des Wegeventils mit dem zweiten der vom Arbeitskolben begrenzten Druckräume verbindbar ist. D. h. , durch Umsteuern dieses Wegeventils kann die Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens umgedreht werden, ohne dass der Antrieb des Kraftübersetzers umgesteuert wird. Auf diese Weise können relativ komplexe Geschwindigkeits- und Druckverläufe nachgefahren werden - eine derartige VerfahrensSteuerung ist bei den eingangs beschriebenen Lösungen nicht möglich.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in Verbindungsleitungen zwischen den beiden Kraftübersetzerräumen und/oder den beiden Druckräumen jeweils Sperrventile vorgesehen, die aus einer Sperrstellung, in der die beiden Druckräume/Kraftübersetzerräume voneinander getrennt sind in eine Durchgangsstellung bringbar sind, so dass das Druckmittel von einem Druck- raum/Kraftübersetzerraum in den anderen Druck- raum/Kraftübersetzerraum strömt .
Das erfindungsgemäße Wegeventil hat vorzugsweise eine Sperrstellung, in die die Verbindung zwischen den Druck-
- A -
räumen des ArbeitsZylinders und den Druckräumen des Kraftübersetzers gesperrt sind, so dass keine Kraftübersetzung erfolgt .
Bei einer besonders kompakten Lösung ist der Kraftübersetzerkolben im Arbeitskolben des ArbeitsZylinders geführt .
Der Vorschub während des Eilvorgangs ohne Kraftübersetzung ist besonders einfach, wenn der Arbeitskolben eine Anschlagsschulter hat, auf die der Kraftübersetzerkolben aufläuft, um den Arbeitskolben mitzunehmen.
Der Antrieb des Kraftübersetzers erfolgt vorzugsweise über eine Spindelanordnung mit axialverschiebbarer Spindelmutter und angetriebener Spindel . Diese Variante zeichnet sich durch eine kurze Bauform aus , da die Spindel in Axialrichtung nicht ausfährt .
In dem Fall, in dem die Spindel angetrieben wird, müssen der Arbeitskolben und der Kraftübersetzerkolben j eweils mit einer Verdrehsicherung ausgeführt sein.
Zum Ausgleich von Leckagen und Temperaturschwankungen können die sich j eweils vergrößernden Druckräu- me/Kraftübersetzerräume über eine Ventilanordnung mit einem Niederdruckspeicher verbunden werden. Die Ventile dieser Ventilanordnung werden vorzugsweise durch den Druck im j eweils sich verkleinernden Druck- raum/Kraftübersetzerraum geschaltet .
Der Linearantrieb läßt sich ohne bewegliche Leitungen ausführen, wenn das Wegeventil , zumindest das den Druckübersetzerkolben zugeordnete Schaltventil sowie ggf . der Niederdruckspeicher in den Arbeitskolben integriert sind.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche .
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Linearantriebs in einer Grundposition.
Figur 2 den Linearantrieb aus Figur 1 in einem EiI- gang;
Figur 3 den Linearantrieb aus Figur 1 zum Ende des Eilgangs und
Figur 4 den Linearantrieb aus Figur 1 wobei der Arbeitskolben nach dem Ausfahren mit hoher Zugkraft wieder eingefahren wird.
Figur 1 zeigt einen Linearantrieb 1 , der beispielsweise zur Betätigung der Bördelbacken einer Bördelmaschine verwendbar sit . Diese Bördelbacken sind linear in der Bördelmaschine geführt und werden mittels des Linearantriebs verfahren. An bestimmten Positionen wird das Blech gebördelt, wozu dann die Bördelbacken über den Linearantrieb mit einer großen Zugkraft entlang eines vergleichsweise geringen Hubbereichs beaufschlagt sind.
Der für eine derartige Kinematik geeignete Linearantrieb 1 hat einen elektrisch angetriebenen Spindeltrieb 2 , über den ein Kraftübersetzerkolben 4 eines Kraftübersetzers 6 in Axialrichtung verschiebbar ist . Der Kraftübersetzerkolben 6 ist in einem Arbeitskolben 8 eines ArbeitsZylinders 10 der Bördelmaschine gelagert . Der innerhalb des ArbeitsZylinders 10 axial verfahrbare
Arbeitskolben 8 betätigt die vorgenannten Bördelbacken der Bördelmaschine.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Spindeltrieb eine von einem Elektromotor (nicht dargestellt) angetriebene Spindel 12 , die über eine Lagerung 14 an einem Maschinengestell 16 gelagert ist . Die Spindel 12 steht in Eingriff mit einer in Axialrichtung verfahrbaren Spindelmutter 18, die drehfest auf der Spindel 12 gelagert ist . Diese Spindelmutter 18 ist mit dem Kraftübersetzerkolben 4 verbunden, so dass die AxialVerschiebung der Spindelmutter 18 auf den Kraftübersetzerkolben 4 übertragen wird. Dieser ist axial verschiebbar in einer Axialbohrung 20 geführt , die in Radialrichtung zu einem Ringraum erweitert ist, der durch einen Radialbund 22 des Kraftübersetzerkolbens 4 in einen vorderen und einen hinteren Kraftübersetzerraum 24 , 26 unterteilt ist . Diese sind mittels einer Kraftübersetzerverbindungsleitung 28 miteinander verbunden, in der ein elektrisch betätigtes Kraftübersetzersperrventil 30 angeordnet ist, das mittels eines Schaltmagneten aus einer federvorgespannten Sperrposition in eine Durchgangsstellung (b) bringbar ist .
Wie Figur 1 des Weiteren entnehmbar ist, ist eine Zylinderbohrung 32 des Arbeitszylinders 10 ebenfalls radial zurückgesetzt und der entstehende Ringraum durch einen Kolbenbund 34 des Arbeitskolbens 8 in einen vorderen Druckraum 36 und einen hinteren Druckraum 38 unterteilt . Diese beiden ringförmigen Druckräume 36, 38 sind - ähnlich wie die Kraftübersetzerräume 24 , 26 - über eine Verbindung 40 mit einem Sperrventil 42 miteinander verbunden, das mittels eines Schaltmagneten aus einer Sperrstellung in eine Durchgangsstellung (b) umschaltbar ist, in der die beiden Druckräume 36, 38 miteinander verbunden sind. Den vier Druckräumen 36 , 38 ; 24 , 26 ist ein Wegeventil 44 zugeordnet, das beim dargestellen Ausführungs-
beispiel als 4/3-Wegeventil ausgeführt ist . Dessen Anschlüsse sind über einen vorderen Kraftübersetzerkanal 46 , einen hinteren Kraftübersetzerkanal 48 mit dem vorderen Kratübersetzerraum 24 bzw. dem hinteren Kraftübersetzerraum 26 und über einen vorderen Kanal 50 sowie einem hinteren Kanal 52 mit dem vorderen bzw. hinteren Druckraum 36 , 38 verbunden. In der dargestellten Sperrposition ist die Verbindung zwischen den Kanälen 46, 48 ; 50, 52 gesperrt . In der mit (a) gekennzeichneten Schaltposition sind die hinteren Kanäle 48 , 52 und die vorderen Kanäle 46 , 50 miteinander verbunden. In der Schaltstellung (b) verbindet das Wegeventil 44 den vorderen Druckübersetzerkanal 46 mit dem hinteren Kanal 52 und den vorderen Kanal 50 mit dem hinteren Druckübersetzerkanal 48 , so dass die entsprechenden Druckräume sozusagen über Kreuz miteinander verbunden sind. Die Ansteuerung der Schaltmagnete des Wegeventils 44 erfolgt in Abhängigkeit von Signalen, die von der Maschinensteuerung abgegeben werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Wegeventil 44 und die vorbeschriebenen Kanäle 46, 48 , 50 , 52 in den Mantel des Arbeitskolben 8 integriert, so dass für die Verbindung dieser Druckräume keine externen flexiblen Leitungen erforderlich sind.
Der vordere Druckraum 36 und der hintere Druckraum 38 sind über Niederdruckleitungen 54 , 56 und ein Speicherventil 58 mit einem Niederdruckspeicher 60 verbindbar. Dieses Speicherventil 58 wird über den höheren Druck in den Niederdruckleitungen 54 , 56 umgeschaltet, so dass durch den höheren Druck in der Niederdruckleitung 56 der Niederdruckspeicher 60 mit der Niederdruckleitung 54 (SchaltStellung (b) ) und umgekehrt bei einem höheren Druck in der Niederdruckleitung 54 der Niederdruckspeicher 60 mit der Niederdruckleitung 56 verbunden ist (Schaltstellung a) .
Der vordere Kraftübersetzerkanal 46 und der hintere Kraftübersetzerkanal 48 sind durch Leitungen 62 , 64 mit einem Schaltventil 66 verbunden, das durch den jeweils höheren Druck in den Leitungen 62 , 64 entweder in eine Position (a) oder in eine Position (b) umschaltbar ist . Dadurch wird die jeweils den niedrigeren Druck führende Leitung 62 , 64 über eine Verbindungsleitung mit einem weiteren Schaltventil 70 verbunden, dessen Eingänge über Leitungsabschnitte 72 , 74 mit den Niederdruckleitungen 54 bzw. 56 verbunden sind. Dieses weitere Schaltventil 70 kann durch den höheren der Drücke in den Leitungsabschnitten 72 , 74 umgeschaltet werden, so dass die Verbindungsleitung 68 dann mit der den niedrigeren Druck führenden Leitung verbunden ist . D. h. , die Schaltventile 58 , 66, 70 stellen sich durch den jeweils wirksamen höheren Druck so ein, dass der Niederdruckspeicher 60 mit demj enigen Kraftübersetzerraum 24 , 26 und Druckraum 36, 38 verbunden ist, der bei der Betätigung des Linearantriebs den niedrigeren Druck aufweist . Die Kaskadenschaltung dieser Schaltventile 66, 70 , 58 ist so ausgelegt , dass die Anzahl der flexiblen, beweglichen Leitungen gering ist, so dass der Verrohrungsaufwand für diesen Linearantrieb 1 minimal ist und eine Beschädigung durch einen Bruch flexibler Leitungen praktisch nicht auftreten kann. Durch die Verbindung des druckniedrigeren Raums (sich vergrößernder Druckraum) mit dem Druckspeicher 60 können Leckagen und Volumenänderungen durch Temperaturschwankungen ausgeglichen werden.
Die Schaltung läßt sich noch weiter vereinfachen, wenn der Niederdruckspeicher 60 mit den dazugehörigen Schaltventilen ebenfalls in den Arbeitskolben 8 integriert wird.
Zum besseren Verständnis wird die Funktion des Linearantriebs 1 anhand der folgenden Zeichnungen erläutert .
In den in Figur 1 dargestellten Positionen des Wegeventils 44 und der beiden Sperrventile 30 und 42 sind die Druckmittelsäulen in den jeweiligen Druckräumen 24 , 26 ; 36, 38 eingespannt, eine Axialverschiebung über den Spindelantrieb 2 ist praktisch nicht möglich. Soll nun der Arbeitszylinder 8 ausgefahren werden, um die Bördelbacken mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit und geringer Kraft auszufahren, so wird üblicherweise zunächst der Kraftübersetzerkolben 4 gegen eine den Ringraum des Kraftübersetzers begrenzende Schulter nach rechts verfahren. Bei einer Bewegung in Gegenrichtung wird der Kraftübersetzerkolben 4 in Anlage an eine Schulter 78 gebracht . Diese Relativbewegung des Kraftübersetzerkolbens 4 mit Bezug zum Arbeitskolben 8 aus der in Figur 1 dargestellten Position in die in Figur 2 dargestellte Position (Anlage an Schulter 76) kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass das Kraftübersetzersperrventil 30 in seine DurchgangsStellung (a) gebracht wird und der Spindeltrieb 2 so angesteuert wird, dass der Kraftübersetzerkolben 4 in Pfeilrichtung nach rechts bewegt wird. Das aus dem vorderen Kraftübersetzerraum 24 verdrängte Druckmittel strömt dann über die Kraftüberset- zerverbindungsleitung 28 in den sich vergrößernden Kraftübersetzerraum 26 , der Arbeitskolben 8 bleibt dabei stehen, bis der Kraftübersetzerkolben 4 auf die Schulter 76 aufläuft . Das Sperrventil 42 wird in seine Durchgangsstellung (b) geschaltet, so dass auch die Druckräume 36 , 38 des Arbeitszylinders 10 miteinander verbunden sind. Der Arbeitskolben 8 wird dann vom Kraftübersetzerkolben 4 mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit mitgenommen, wobei die vom Spindeltrieb 2 übertragene Kraft nur gering sein muss . Während dieses Hubs verbleibt das Wegeventil 44 in seiner dargestellten Sperrposition.
Wenn der Arbeitskolben 8 und damit der Bördelbacken seine vorbestimmte Relativposition erreicht hat, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Spindeltrieb 2 angehalten und das Sperrventil 42 in seine Sperrposition (a) umgeschaltet, so dass die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen 36, 38 des ArbeitsZylinders 10 abgesperrt ist - der Arbeitszylinder 10 ist dann gesperrt . Entsprechend wird dann auch das Kraftübersetzersperrventil 30 in seine Sperrposition (a) umgeschaltet, so dass auch die Verbindung zwischen den beiden Kraftübersetzerräumen 24 , 26 abgesperrt ist.
Für den eigentlichen Bördelvorgang muss der Arbeits- kolben 8 dann mit großer Kraft in Gegenrichtung (nach links in Figur 4) bewegt werden, wobei nur ein geringer Hub durchzuführen ist . Dazu wird die Drehrichtung des Spindeltriebs 2 reversiert und das Wegeventil 44 in seine mit (b) gekennzeichnete Position umgeschaltet, in der der vordere Kraftübersetzerkanal 46 mit dem hinteren Kanal 52 und der vordere Kanal 50 mit dem hinteren Kraftübersetzerkanal 48 verbunden ist . Durch die Umstellung des Spindeltriebs 2 bewegt sich der Kraftübersetzerkolben 4 nach links , so dass sich der hintere Kraftübersetzerraum 26 verkleinert und entsprechend der vordere Kraftübersetzerraum 24 vergrößert wird. Das aus dem hinteren Kraftübersetzerraum 26 verdrängte Druckmittel strömt über das Wegeventil 44 in den vorderen Druckraum 36 , so dass der Arbeitskolben 10 mit großer Kraft und vergleichsweise geringer Geschwindigkeit nach links bewegt wird. Das dabei aus dem hinteren Druckraum 38 verdrängte Druckmittel strömt über das Wegeventil 44 in den sich vergrößernden vorderen Kraftübersetzerraum 24. Entsprechend dem Flächenverhältnis der Stirnflächen des Kolbenbundes 34 und des Radialbunds 22 wird dabei die vom Spindeltrieb 2
auf den Übersetzerkolben 4 aufgebrachte Kraft um ein Vielfaches übersetzt und auf die Bördelbacken übertragen.
Nach erfolgtem Bördelarbeitsgang wird der Linearantrieb dann wieder in seine Ausgangsposition gefahren.
Prinzipiell könnte auf das Umsteuern des Spindel- triebs 2 verzichtet werden, da eine Bewegungsrichtungsum- kehr auch alleine durch Umschalten des Wegeventils 44 in seine mit (a) gekennzeichnete Position bewirkt werden könnte .
Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, den Übersetzerkolben 4 auf Anschlag gegen die Radialschulter 76 zu fahren, da ein Mitnehmen auch durch Schließen des Sperrventils 42 möglich ist . Der Kraftaufbau ist durch entsprechende Umschaltung des Wegeventils 44 in beiden Richtungen möglich. Es kann beispielsweise ein Nachgeben des Arbeitskolbens 10 bei einer Lastübernahme verhindert werden, in dem der Kraftübersetzerkolben 4 bei geschlossenem Wegeventil 44 solange verfahren wird, bis sich in dem entsprechend der vorgesehenen Arbeitsrichtung druckbeaufschlagten vorderen oder hinteren Druckraum 36, 38 ein Druck einstellt, bei dem die Last ohne Nachgeben des Arbeitszylinders 8 und somit ohne Rucken abgestützt werden kann.
Wie vorstehend erläutert kann über den vorbeschriebenen Spindelantrieb eine Kraftübertragung praktisch in j eder beliebigen Relativposition zwischen Druckübersetzerkolben 4 und Arbeitskolben 10 erfolgen, so dass der Linearantrieb sehr einfach und flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst und unterschiedliche Kraft/Geschwindigkeitsverläufe - sogar mit Bewegungsumkehr - gefahren werden können.
Beim vorbeschriebenen. Ausführungsbeispiel ist ein Spindeltrieb mit elektrischem Antrieb verwendet . Selbstverständlich können auch andere Antriebe, beispielsweise, pneumatische oder hydraulische Antriebe eingesetzt werden.
Offenbart ist ein Linearantrieb mit einem hydraulischen Kraftübersetzer, dessen Kraftübersetzerkolben zwei Kraftübersetzerräume trennt, von denen sich einer bei einer Axialverschiebung des Kraftübersetzers verkleinert und der andere entsprechend vergrößert . Diese Kraftübersetzerräume sind hydraulisch mit zwei vom Arbeitskolben begrenzten Druckräumen verbindbar, wobei diese Druckmittelverbindung erfindungsgemäß über ein Wegeventil erfolgt, über das sich die Kraftübersetzerräume wahlweise mit dem einen oder dem anderen Druckraum des Arbeitskolbens verbinden lässt .
Bezugszeichenliste:
1 Linearantrieb
2 Spindeltrieb
4 Kraftübersetzerkolben
6 Kraftübersetzer
8 Arbeitskolben
10 ArbeitsZylinder
12 Spindel
14 Lagerung
16 Maschinengestell
18 Spindelmutter
20 Axialbohrung
22 Radialbund
24 vorderer Kraftübersetzerraum
26 hinterer Kraftübersetzerraum
28 Kraftübersetzerverbindungsleitung
30 Kraftübersetzersperrventil 32 ZyIinderbohrung
34 Kolbenbund
36 vorderer Druckraum
38 hinterer Druckraum
40 Verbindung 42 Sperrventil 44 Wegeventil
46 vorderer Kraftübersetzerkanal
48 hinterer Kraftübersetzerkanal
50 vorderer Kanal
52 hinterer Kanal
54 Niederdruckleitung
56 Niederdruckleitung
58 Speicherventil
60 Niederdruckspeicher
62 Leitung
64 Leitung
Schaltventil Verbindungsleitung weiteres Schaltventil Leitungsabschnitt Leitungsabschnitt Schulter Schulter
Claims
1. Linearantrieb mit einem hydraulischen Kraftüberset- zer (6) , dessen Kraftübersetzerkolben (4) mit kleiner
Wirkfläche zwei Kraftübersetzerräume (24 , 26) trennt , von denen sich einer bei einer Axialverschiebung des Kraftübersetzerkolbens (4) verkleinert und der andere entsprechend vergrößert und die jeweils hydraulisch mit einem von zwei von einem Arbeitskolben (8) mit größerer Wirkfläche begrenzten Druckräumen (36, 38) verbindbar sind, gekennzeichnet durch ein zwischen den Kraftübersetzerräumen (24 , 26) und den Druckräumen (36 , 38) angeordnetes Wegeventil (44) , über das der sich verkleinernde Kraft- Übersetzerraum (24 , 26) in einer Position (a, b) des Wegeventils (44) mit dem ersten und in einer anderen Position (b, a) mit dem zweiten der Druckräume (36 , 38) und entsprechend der sich vergrößernde Kraftübersetzerraum (26 , 24) mit dem zweiten bzw. dem ersten der Druck- räume (38 , 36) verbindbar ist .
2. Linearantrieb nach Patentanspruch 1, mit einer Verbindungsleitung (40) zwischen den beiden Druckräumen (36 , 38) , in der ein Sperrventil (42) angeordnet ist , das aus einer Sperrstellung (a) in eine Druchgangsstellung (b) bringbar ist .
3. Linearantrieb nach Patentanspruch 1 oder 2 , mit einer Kraftübersetzerverbindungsleitung (28) zwischen den beiden Kraftübersetzerräumen (24 , 26) , in der ein Kraftübersetzersperrventil (30) angeordnet ist, das aus einer Sperrstellung (a) in eine Durchgangsstellung (b) bringbar.
4. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (44) eine Sperrstellung hat, in der die Verbindung zwischen den Druckräumen (36 , 38) und den Kraftübersetzerdruckräumen (24 , 26) gesperrt ist .
5. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kraftübersetzerkolben (4) in einem Arbeitskolben (8) des Arbeitszylinders (10) geführt ist .
6. Linearantrieb nach Patentanspruch 5 , wobei der Ar- beitskolben (8) Anschlagschultern (76 , 78) hat, auf die der Kraftübersetzerkolben (4) in Endrelativpositionen auffährt .
7. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Patent- ansprüche, wobei der Kraftübersetzer (4) durch einen
Spindeltrieb (2) angetrieben ist, dessen axial verschiebbares Antriebselement (18) mit dem Kraftübersetzerkolben (4) verbunden ist .
8. Linearantrieb nach Patentanspruch 7 , wobei eine
Spindelmutter (18) des Spindeltriebs (2) axial verschiebbar ist .
9. Linearantrieb nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 , mit einer Verdrehsicherung für den Arbeitskolben ( 8) und den Kraftübersetzerkolben (4) .
10. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die sich vergrößernden Druckräume (24 , 26 ; 36 , 38) über eine Niederdruckventilanordnung (58 , 66 , 70) mit einem Niederdruckspeicher (60) verbindbar sind.
11. Linearantrieb nach Patentanspruch 10 , wobei die Niederdruckventilanordnung (58 , 66 , 70) über den Druck in dem sich verkleinernden Druckraum (34 , 36) oder Kraftübersetzerraum (24 , 26) umschaltbar ist .
12. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (44) und das Kraftübersetzersperrventil (30) in den Arbeitskolben (8) inte- griert sind.
13. Linearanatrieb nach einem der auf Patentanspruch 10 zurückbezogenen Patentansprüche, wobei der Niederdruckspeicher (20) in den Arbeitskolben (8) integriert ist .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200410061298 DE102004061298A1 (de) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Linearantrieb |
| DE102004061298.6 | 2004-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2006066521A1 true WO2006066521A1 (de) | 2006-06-29 |
Family
ID=35759252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/DE2005/001965 WO2006066521A1 (de) | 2004-12-20 | 2005-11-02 | Linearantrieb mit kraftübersetzer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004061298A1 (de) |
| WO (1) | WO2006066521A1 (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMO20090161A1 (it) * | 2009-06-17 | 2010-12-18 | Rozzi De Hieronymis Carlo Maria | Intensificatore di forza idraulica a riarmo |
| ITMO20100044A1 (it) * | 2010-02-26 | 2011-08-27 | De Hieronymis Carlo Maria Rozzi | Intensificatore di forza idraulica a riarmo con mantenimento della posizione raggiunta e della forza di spinta ottenuta durante ogni fase di riarmo |
| EP3318767B1 (de) | 2016-11-04 | 2021-06-23 | PistonPower ApS | Hydraulikaktuator mit druckverstärker |
| ES2891335T3 (es) * | 2016-11-04 | 2022-01-27 | Pistonpower Aps | Actuador hidráulico con amplificador de presión de cartucho |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1982002423A1 (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-22 | Mccormack Wallace | Valve actuator |
| DE3937448A1 (de) | 1989-10-06 | 1991-04-11 | Gedib Ingbuero Innovation | Spanneinrichtung fuer werkzeugmaschinen |
| DE10121024A1 (de) | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Mannesmann Rexroth Ag | Antriebsvorrichtung, insbesondere für die Schließeinheit, die Einspritzeinheit oder die Auswerfer einer Kunststoffspritzgießmaschine |
| WO2002036968A1 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low power miniature hydraulic actuator |
| EP1310346A1 (de) * | 2001-11-08 | 2003-05-14 | Bosch Rexroth AG | Schliesseinheit für eine Kunststoffverarbeitungsmaschine |
-
2004
- 2004-12-20 DE DE200410061298 patent/DE102004061298A1/de not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-11-02 WO PCT/DE2005/001965 patent/WO2006066521A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1982002423A1 (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-22 | Mccormack Wallace | Valve actuator |
| DE3937448A1 (de) | 1989-10-06 | 1991-04-11 | Gedib Ingbuero Innovation | Spanneinrichtung fuer werkzeugmaschinen |
| DE10121024A1 (de) | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Mannesmann Rexroth Ag | Antriebsvorrichtung, insbesondere für die Schließeinheit, die Einspritzeinheit oder die Auswerfer einer Kunststoffspritzgießmaschine |
| WO2002036968A1 (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low power miniature hydraulic actuator |
| EP1310346A1 (de) * | 2001-11-08 | 2003-05-14 | Bosch Rexroth AG | Schliesseinheit für eine Kunststoffverarbeitungsmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102004061298A1 (de) | 2006-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1762712B1 (de) | Bypassventil für Verbrennungskraftmaschinen | |
| EP2480405B1 (de) | Vorgespannter hydraulischer antrieb mit drehzahlvariabler pumpe | |
| EP2960561B1 (de) | Hydraulikventil | |
| EP2722165B1 (de) | Hydraulische schaltung für eine hydraulische achse und eine hydraulische achse | |
| EP0735944A1 (de) | Formschliessvorrichtung für eine spritzgiessmaschine | |
| DE2249181B2 (de) | Hydraulische Lenkbegrenzung für Servolenkanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
| DE1576088B2 (de) | Schnellentlastungsventil fuer hydraulische kraftzylinder | |
| DE10220406A1 (de) | Antriebsvorrichtung für ein bewegliches Teil, insbesondere Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, und Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebsvorrichtung | |
| EP3880975B1 (de) | Elektrohydrostatisches aktuatorsystem | |
| DE102015211305B3 (de) | Druckabhängig einlegbare Parksperre für hydraulisches Schaltgetriebe | |
| EP1958754A1 (de) | Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein bewegbares Bauteil an einer Kunststoffspritzgieß- oder einer Blasformmaschine | |
| EP2929217B1 (de) | Vorrichtung zur steuerung des betriebs eines mittels eines hydromotors antreibbaren lüfters einer kühleinrichtung | |
| WO2010051913A1 (de) | Hydraulischer kraftübersetzer | |
| WO2006066521A1 (de) | Linearantrieb mit kraftübersetzer | |
| DE102013227053B4 (de) | Hydraulische Achse | |
| DE102004033121B4 (de) | Antriebseinheit | |
| DE102009036350B4 (de) | Antriebsvorrichtung | |
| EP2008898B1 (de) | Elektrisch ansteuerbare Baugruppe mit einem Hydraulikanschluss | |
| AT411237B (de) | Kunststoffspritzgiessmaschine mit einem plastifizierzylinder und mit einem auswerfer | |
| DE3937448A1 (de) | Spanneinrichtung fuer werkzeugmaschinen | |
| WO2011082741A1 (de) | Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines doppelt wirkenden verbrauchers | |
| DE3429492A1 (de) | Doppeltwirkender arbeitszylinder | |
| DE19629194A1 (de) | Translationsvorrichtung für Gabeln an einem Hubstapler | |
| DE102022101020A1 (de) | Hydrauliksystem und Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems | |
| DE1576088C (de) | Schnellentlastungsventil für hydraulische Kraftzylinder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 05810091 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Ref document number: 5810091 Country of ref document: EP |